DE2832594A1

DE2832594A1 - DEVICE AND METHOD FOR ADJUSTING THE CONTINUOUS TIME CONTROL IN THE KNOCKING OF INTERNAL ENGINEERING MACHINES

Info

Publication number: DE2832594A1
Application number: DE19782832594
Authority: DE
Inventors: Sen Steven C Belyo; William H King; Barnhard J Kraus
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1977-07-26
Filing date: 1978-07-25
Publication date: 1979-02-15
Also published as: AU522530B2; IT7825667A0; JPS5425334A; GB1602540A; US4153020A; SE7808146L; IT1097247B; AU3785678A; FR2398895A1

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur selbsttätigen Steuerung des Zündzeitpunktes beim Klopfen von Brennkraftmaschinen mit elektronischer Zündung. Dabei handelt e· sich im besonderen um die Verzögerung des Zündzeitpunktes des Motors, wenn das Klopfen eintritt und die Rückstellung auf den Normalzustand, wenn das Klopfen aufhört.The invention relates to an apparatus and a method for automatic control of the ignition point when knocking internal combustion engines with electronic ignition. Included In particular, it concerns the delay of the ignition point of the engine when knocking occurs and returning to normal when knocking stops.

Bei Brennkraftmaschinen tritt unter bestimmten Bedingungen ein unerwünschtes Klopfen auf. In der Vergangenheit hat man versucht, das Klopfen zu verhindern, indem man das Kompressionsverhältnis auf 10,5 : 1 oder geringer einstellte und indem man Brennstoff mit einer hinreichend hohen Oktanzahl, d. h. bis zu 100 RON zur Verfügung stellte, um diese Motoren zufriedenzustellen. Das seit 1975 und später verlangte unverbleite Benzin ist im allgemeinen nur mit einer geringeren Oktanzahl erhältlich, die etwa bei 91 RON liegt. Dieses Oktanniveau stellt Motoren mit einem Kompressionsverhältnis von nicht höher als etwa 8 : 1 zufrieden. Wenn man jedoch das Kompressionsverhältnis auf 8 :1 von dem historischen Duchrschnitt von etwas über 9 :1 herabsetzt, führt dies zu einem Absinken der Brennstoffürtschaf tlichkeit von etwa 7 %.In internal combustion engines occurs under certain conditions an unwanted knock on. In the past, attempts have been made to prevent knocking by setting the compression ratio to 10.5: 1 or less and by fuel with a sufficiently high octane number, d. H. provided up to 100 RON to satisfy these engines. The unleaded petrol required since 1975 and later is generally only available with a lower octane rating, which is around 91 RON. This octane level represents engines with a compression ratio no higher than about 8: 1 satisfied. However, if you consider the compression ratio to 8: 1 from the historical average of just over 9: 1 decreases, this leads to a decrease in fuel efficiency of about 7%.

Ein gewisser Teil dieses Wirtschaftliehkeitsverlustes kann wieder gutgemacht werden, wenn man ein höheres Kompressionsverhältnis zusammen mit anderen Maßnahmen zur Verhinderung des Klopfens unter solchen Bedingungen einsetzt, bei denen derA certain part of this economic loss can be made up for if you get a higher compression ratio is used in conjunction with other anti-knocking measures in conditions where the

903807/080$903807/080 $

Motor am stärksten klopfempfindlich ist, wie beispielsweise bei voller Beschleunigung. Zwei bekannte Verfahren zur Vermeidung des Klopfens sind die Zündzeitpunktverzögerung und die Kreislauf führung von Abgas. Beide Techniken setzen die Spitzenverbrennungstemperaturen herab und damit auch die Neigung zum Klopfen. Dementsprechend sind auch beide für Motoren mit höherem Kompressionsverhältnis geeignet.Engine is most sensitive to knocking, such as at full acceleration. Two known methods of avoidance of knocking are the ignition timing and the circulation of exhaust gas. Both techniques set the Peak combustion temperatures decrease and with it the tendency to knock. Accordingly, both are for Suitable for engines with a higher compression ratio.

Jüngste Entwicklungen hinsichtlich der elektronischen Steuerung des Zündzeitpunktes von Brennkraftmaschinen haben dazu geführt, daß man im wesentlichen die Verzögerung des Zündzeitpunktes als Hilfsmittel zur Verminderung oder Regelung des Motorklopfens einsetzte Das Klopfen kann von der Maschine mit Hilfe von Umsetzern abgetastet werden, wie z. B. mittels eines Dehnungsmeßgerätes, oder eines Beschleunigungsmessers, der an der Maschine angebracht wird, wie etwa auf der Hauptlagerkappe, den Zylinderköpfen, dem Einlaßkrümmer oder dem Motorblock. Ein Klopfvorgang bewirkt eine merklich höhere Kraft, die in bekannter Weise von dem Umsetzer in ein Millivoltsignal übertragen wird. Das Klopfen ist durch ein stärkeres Vibrieren des Motors gekennzeichnet, im allgemeinen im Frequenzbereich von 4 000 bis 6 000 Hz und 9 000 bis 11 000 Hz, wobei man Umsetzer wählt, die in diesen Bereichen ansprechen. Das Klopfen kann einmal in jedem Zylinder bei jedem Verbrennungsvorgang in diesen Zylinder eintreten. Die Amplitude eines Klopfimpulses in Form von durch den Umsetzer erzeugten Millivoltsignale können zwanzigmal größer sein als das Signal des Hintergrundgeräusches,Recent developments regarding the electronic control of the ignition timing of internal combustion engines have led to that one used essentially the delay of the ignition point as an aid to reduce or regulate the engine knock The knocking can be sensed by the machine with the help of converters, such as. B. by means of a strain gauge, or an accelerometer on the Machine, such as on the main bearing cap, cylinder heads, intake manifold or engine block. A knocking process causes a noticeably higher force, which is transmitted in a known manner by the converter into a millivolt signal will. Knocking is characterized by increased engine vibration, generally in the frequency range of 4,000 to 6,000 Hz and 9,000 to 11,000 Hz, converters being selected that respond in these ranges. The knock can enter this cylinder once in each cylinder for each combustion process. The amplitude of a knock pulse in the form of millivolt signals generated by the converter can be twenty times larger than the signal of the background noise,

§09807/0806§09807 / 0806

das durch den normalen Motorbetrieb ohne Klopfen entsteht. Das Hintergrundgeräusch verändert sich im allgemeinen in unmittelbarer Abhängikgeit von der Maschinengeschwindigkeit und der Maschinenbelastung, wobei die Klopfimpulse gekennzeichnet sind durch bis zu zwölf Zyklen in den oben genannten Frequenzbereichen, deren Amplituden höher sind als die Hintergrundgeräusche bei dieser Geschwindigkeit.that occurs through normal engine operation without knocking. The background noise generally changes more immediately Dependency on the machine speed and the machine load, the knocking pulses being marked are through up to twelve cycles in the frequency ranges mentioned above, the amplitudes of which are higher than the background noise at this speed.

Es sind in der Vergangenheit vfele elektronische Schaltungen zur Steuerung des Zündzeitpunkte entwickelt worden, um die Maschinenleistung zu verbessern oder den Kraftstoffbedarf zu verringern. Die US-PS 3 822 583 beschreibt eine Vorrichtung zur Messung der Klopfhäufigkeit des Benzins und zur Anzeige der Oktanerfordernisse für einen Motor. Diese Vorrichtung verwendet einen Umsetzer, um die Motorhintergrundgeräusche und die Klopfgeräusche abzutasten. Diese Signale werden dann in dem bevorzugten Klopffrequenzbereich gefiltert und verstärkt. Die Motorsignale .einschließlich der Klopfsignale werden mit dem durchschnittlichen Hintergrundgeräuschniveau verglichen, und jede positive Differenz, die durch das Klopfen erzeugt wird, wird integriert, um ein Rückschleifensignal bereitzustellen, das über eine Servoanlage die Zündzeitpunktsteuerung übernimmt.In the past these were vfele electronic circuits designed to control ignition timing to improve engine performance or fuel consumption to reduce. US Pat. No. 3,822,583 describes a device for measuring the frequency of knocking of gasoline and for displaying it the octane requirements for an engine. This device used a converter to sample the engine background noise and the knocking noise. These signals are then used in the preferred Knock frequency range filtered and amplified. The engine signals .including the knock signals are with the average Background noise level compared and any positive difference created by the knocking is integrated to provide a loopback signal that takes over the ignition timing control via a servo system.

Die US-PS 4 002 155 beschreibt eine Zündzeitpunktsteuerung unter Verwendung eines an dem Motor befestigten Accelerometer zur Überwachung des Klopfens. Wenn die Klopfimpulse eine vorbestimmte Anzahl überschreiten, wird der Zündzeitpunkt zurückge-U.S. Patent 4,002,155 describes ignition timing control using an accelerometer attached to the engine to monitor knocking. When the knocking pulses a predetermined Exceed the number, the ignition point is reduced

909807/0806909807/0806

stellt. Der Zündzeitpunkt wird wieder vorgestellt, wenn eine geringere Zahl als die der vorbestimmten Klopfvorgänge vorliegt. represents. The ignition point is brought forward again when the number is lower than that of the predetermined knocking processes.

Bei diesen Systemen wird das KlopfSignalniveau für das Ver— gleichsignalniveau herangezogen, womit sich der Vergleicheausgang und die Emfpindlichkeit zu Klopfen verringert.In these systems, the knock signal level for the ver— The same signal level is used, which reduces the comparison output and the sensitivity to knocking.

Es besteht demnach ein Bedürfnis für ein Verfahren und eine Vorrichtung, die eine flexible Steuerung der Parameter ermöglichen, die den Motorbestrieb beeinflussen, wie der Grad der Verzögerung, die Klopfempfindlichkeit, die Verzögerungszeit sowie die Geschwindigkeit der Zündzeitpunktvorstellung.There is accordingly a need for a method and an apparatus that allow flexible control of the parameters, which influence the engine operation, such as the degree of deceleration, knock sensitivity, the deceleration time as well as the speed of the advance ignition timing.

Man sucht außerdem ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zündzeitpunktsteuerung, die eine Steuerung des Signalausganges ermöglicht, der die Geschwindigkeit und Intensität des Klopfens repräsentiert, ungeachtet der Veränderungen der Motorhintergrundgeräusche. Dabei soll auch ein Nachhinken der Steuerung verhindert werden, wenn die Klopfperioden durch kurze zeitliche Zwischenräume unterbrochen werden.There is also a search for a method and a device for ignition timing control that controls the signal output that represents the speed and intensity of knocking regardless of changes in engine background noise. The control should also be prevented from lagging if the knocking periods are short-lived Gaps are interrupted.

Der Erfindung liegt dementspre-chend die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die bei einem klopffreien Zustand des Motors eine konstante2ündzeitpunkteinstellung ermöglichen, unabhängig der Veränderungen der Hintergrundgeräusche des Motors während ein selbsttätiges An-The invention is accordingly based on the object of creating a method and a device which, in a knock-free condition of the engine a constant 2 enable, regardless of the changes in the background noise of the engine, during an automatic start

909807/080β909807 / 080β

sprechen auf die Klopfintensität erfolgt, oberhalb des Motorhintergrundgeräusches·»speak to the knock intensity takes place above the Engine background noise »

Dabei soll eine selbsttätige Verstärkungssteuerung der Signale vorgesehen sein, wenn kein Klopfen vorliegt, während beim Klopfen eine feste Verstärkung gegeben sein soll.It should be an automatic gain control of the Signals can be provided when there is no knocking, while a fixed amplification should be given when knocking.

Der Zündzeitpunkt soll sowohl In Abhängigkeit von der Intensität als auch der Aufeinanderfolge der Klopfsignal selbsttätig verzögert werden. Wenn sich der Zündzeitpunkt durch das eintretende Klopfen selbsttätig verhögert hat, soll eine Rückstellung des Zeitpunktes auf die Normalstellung über einen Zeitraum erfolgen, dessen Dauer unmittelbar von der Klopffolge abhängt, die die Verzögerung des Zündzeitpunktes einleitete.The ignition timing should be automatic, both depending on the intensity and the sequence of the knocking signal be delayed. If the ignition point is through the entering Knock has automatically auctioned off, a provision should be made of the point in time to the normal position over a period of time, the duration of which is directly dependent on the knocking sequence depends, which initiated the delay in the ignition timing.

Schließlich sollen das Verfahren und die Vorrichtung bezüglich der Steuerung der Parameter, die die Funktion beeinflussen, flexibel sein.Finally, the method and the device are intended to relate to Be flexible in controlling the parameters that affect the function.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Einrichtung zur Erzeugung eines Klopfimpulses beim Auftreten des Motorklopfens, wobei jeder der Klopfimpulse einen Klopfvorgang repräsentiert, eine Schaltung zur Abgabe von Impulsen in regelmäßigen Zeitabschnitten, die geringer sind als die verteilergesteuerten Motorzündzelt— abstände, wobei der Verteiler mit der elektronischen Zündsteuerung zusammenarbeitet, ein Auf/Abzähler, der die■-Klopf-This task is solved by the device for generation a knocking pulse when the engine knock occurs, where each of the knocking pulses represents a knocking process, one Circuit for the delivery of impulses at regular intervals, which are less than the distributor-controlled motorized ignition tent— distances, the distributor with the electronic ignition control works together, an up / down counter, the ■ -knock-

909807/0806909807/0806

Signalausgänge von der Anordnung zur Erzeugung der Klopfsignale sowie die Ausgangsimpulse von der Schaltung empfängt, wobei der Zähler jedes empfangene Klopfsignal aufzählt, während er jeden
von der Schaltung empfangenen Impuls abzählt, womit der Zählerausgang die Momentansumme der addierenden und subtrahierenden
Signale und Impulse ist, sowie eine Schaltung zur Zuführung des Auf/Abzählerausganges zur elektronischen Zündsteuerung des
MOtors, wobei der Zündzeitpunkt des Motors verzögert wird, wenn der Zählerausgang ein endliches Signal ist, währendkeine Verzögerung eintritt, wenn der Zählerausgang null ist und der Verzögerungsgrad der Größe dee augenblicklichen Zäherlausgangs
proportional ist, womit die Zündzeitpunktverstellung der Häufigkeit des Klopfens entspricht.Receives signal outputs from the arrangement for generating the knocking signals and the output pulses from the circuit, the counter counting each received knocking signal while it each
counts the pulse received by the circuit, with which the counter output the instantaneous sum of the adding and subtracting
Signals and pulses is, as well as a circuit for supplying the up / down counter output to the electronic ignition control of the
MOtors, where the ignition timing of the engine is retarded when the counter output is a finite signal, while there is no delay when the counter output is zero and the degree of delay is the magnitude of the current counter output
is proportional, with which the ignition timing corresponds to the frequency of knocking.

Es werden somit die Klopfgeräusche der Brennkraftmaschine abgetastet, versferkt, in die Klopffrequenzen gefiltert, gleichgerichtet und integriert, um für jeden Klopfvorgang einen Gleichstromimpuls zu erzeugen, der der Intensität des Klopfvorganges
entspricht. Dieser Gleichstomimpials wird dann einem Auf/Abzähler zugeführt, um die Zählerausgangsspannung porportional zur Klopfgeschwindigkeit zu erhöhen. Nach einer Verzögerung wird die
Spannung in dem Zähler wieder in einer gesteuerten Geschwindigkeit verringert durch Signale, die von dem Motorverteiler abgeleitet sind. Der positive Ausgang des Auf/Abzählers und die
Klopfintensität bewirken eine proportionale Verzögerung des
Zündzeitpunktes, der zu seiner normalen Stellung zurückkehrt,
wenn der Zählerausgang auf null zurückgegangen ist. ZusätzlichThe knocking noises of the internal combustion engine are thus sampled, digested, filtered into the knocking frequencies, rectified and integrated in order to generate a direct current pulse for each knocking process that corresponds to the intensity of the knocking process
is equivalent to. This DC pulse is then fed to an up / down counter in order to increase the counter output voltage in proportion to the knocking speed. After a delay, the
Voltage in the meter is again reduced at a controlled rate by signals derived from the motor distributor. The positive output of the up / down counter and the
Knock intensity cause a proportional delay of the
Ignition timing that returns to its normal position,
when the counter output has returned to zero. Additionally

909807/0806909807/0806

wird ein integriertes Klopfsignal zu dem Signalverstärker zurückgeführt, um die Verstärkung zu steuern, wenn sich das Hintergrundgeräusch der Maschine verändert. Die Zeitkonstanten der Rückkopplungsschaltung sind hinreichend niedrig,und die Verstärkungssteuerung wird durch den Klopfvorgang gehemmt, so daß die Verstärkung durch kurze Klopfimpulse nicht geändert wird. Somit werden die Klopfimpulse oberhalb eines Geräuschniveaus verstärkt, welches sonst durch die Rückkopplungsschaltung konstant gehalten wird.an integrated knock signal is sent to the signal amplifier fed back to control the gain as the background noise of the machine changes. The time constants of the feedback circuit are sufficiently low and the gain control is inhibited by the knocking process, so that the gain is not changed by short knocking pulses. Thus, the knock pulses are above a noise level amplified, which otherwise through the feedback circuit is kept constant.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles anhand der beigefügten Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred one Embodiment based on the accompanying drawing.

Die Fig. 1 zeigt ein halbschematisches Blockdiagramm der Scahltungen für die Zundzeitpunktsteuerung gemäß der Erfindung.FIG. 1 shows a semi-schematic block diagram of FIG Scahltungen for the ignition timing control according to the invention.

In Fig. 1 ist eine mit einer Zündkerze bestückte Brennkraftmaschine 10 dargestellt, mit einem Beschleunigungsmesser oder Accelerometer 12. Der Beschleunigungsmesser 12 ist an dem Motor 10 an einem äußeren Punkt befestig:, wo die Vibrationskräfte innerhalb des Motors, die auf den Verbrennungsexplosionen beruhen, in Wechselspannungsignale an den Beschleunigungsmesserausgang 13 umgesetzt werden. Die Stelle der Anbringung des Beschleunigungsmessers 12 an dem Motor 10 zur Erzeugung zufriedenstellender Signale sind beispielsweise der Zylinderkopf, der Einlaßkrümmer, die Ladehauptkappe und der Block.In Fig. 1 is an internal combustion engine equipped with a spark plug 10, with an accelerometer or accelerometer 12. The accelerometer 12 is on the Engine 10 is attached to an external point: where the vibratory forces inside the engine resulting in the combustion explosions are based, are converted into AC voltage signals to the accelerometer output 13. The place of attachment of the accelerometer 12 on the engine 10 for generating satisfactory signals are, for example, the cylinder head, the intake manifold, charging main cap, and block.

909807/0806909807/0806

Die Wechselstromsignale von dem Motor 10 werden hier zunächst beschrieben, ohne daß dabei ein Klopfen auftritt. Von dem Beschleunigungsmesser 12 werden die Signale 13 in einem Wechselstromverstärker 14 mit einer selbsttätigen Verstärkungssteuerung, die nachfolgend noch eingehender beschrieben wird, verstärkt. Der AiKjang 15 des Wechselstromverstärkers 14 wird einem Bandfilter 16 zugeführt, welches im wesentlichen Signale einer bevorzugten Bandbreite durchläßt, wobei es sich um den Bereich der Frequenzen handelt, die dem Klopfen entsprechen. Klopffrequenzen liegen bekanntlich etwa in den Bereichen von 4 000 bis 6 000 Hz und 9 000 bis 11 000 Hz, obwohl andere Klopffrequenzen für Motoren mit anderem Aufbau ebenfalls auftreten. Die bevorzugten gefilterten Wechselstromsignale warden dann innerhalb des Gleichrichters 18 in Gleichstrom-signale gerichtet und in zwei parallele Wege geteilt. Ein Weg führt zu einem ersten Integrator 20, wo ein stetiges Niveau eines Wechselstromsignals von dem Beschleunigungsmesser 12 als proportionaler, stetiger Gleichstcomausgang von dem ersten Integrator 20 vorliegt. Wenn das Hintergrundgeräusch des Motors zunimmt, was auf einen Anstieg der Maschinengeschwindigkeit oder -belastung beruhen kann, neigt der Ausgang des ersten Integrators 20 dazu, anzusteigen und umgekehrt abzusinken, wenn das Motorgeräusch abnimmt.The AC signals from the motor 10 will be described first without the occurrence of knocking. From the accelerometer 12, the signals 13 are in an AC amplifier 14 with an automatic gain control, which is described in more detail below, reinforced. The AiKjang 15 of the AC amplifier 14 is fed to a bandpass filter 16 which essentially passes signals of a preferred bandwidth, whereby it is is the range of frequencies that correspond to knocking. Knock frequencies are known to be roughly in the ranges from 4,000 to 6,000 Hz and 9,000 to 11,000 Hz, although different knock frequencies for engines of different construction also occur. The preferred filtered AC signals are then converted to DC signals within rectifier 18 directed and divided into two parallel paths. One path leads to a first integrator 20, where a continuous Level of an ac signal from accelerometer 12 as a proportional, steady dc output from the first integrator 20 is present. When the background noise from the engine increases, indicating an increase in machine speed or loading, the output of the first integrator 20 tends to increase and vice versa decrease when the engine noise decreases.

Der Ausgang des ersten Integrators 20 führt als Eingang zu einem ersten Differentialverstärker 24 mit einer Bezugsspannung als Eingang 26. Der Ausgang von dem ersten Differentialver-The output of the first integrator 20 leads as input to a first differential amplifier 24 with a reference voltage as input 26. The output from the first differential amplifier

909807/0806909807/0806

stärker 24 wird über eine Speicherabfrageinheit 28 oder Verzögerungssteuerung der Verstärkungssteuerung des Gleichstromverstärkers 14 zugeführt. Der Ausgang des Differentialverstärkers 24 nimmt direkt mit dem Ausgang des ersten Integrators 20 zu oder ab, und die selbsttätige Verstärkungssteuerung des Wechselstromverstärkers 14 vermindert die Verstärkung, wenn die Rückkopplung ansteigt. Dementsprechend werden die Ausgänge des Gleichrichters 18 und der Integratoren 20 und 22 im wesentlichen konstant gehalten, solange kein Motorklopfen vorliegt. Die SpeicherabSageeinheit 28 hat keine Auswirkung auf die Verstärkung des Wechselstromverstärkers 14, wenn kein Klopfen vom Motor 10 vorliegt. Jedes Element dieser selbsttätigen Verstärkungssteuerungsschleife ist hinlänglich bekannt, und die einzelnen Bestandteile können entsprechend dem Aufbau eines speziellen Motors ausgewählt werden.stronger 24 is via a memory interrogation unit 28 or delay control of the gain control of the direct current amplifier 14 supplied. The output of the differential amplifier 24 increases or decreases directly with the output of the first integrator 20, and the automatic gain control of the AC amplifier 14 decreases the gain as the feedback increases. Accordingly the outputs of the rectifier 18 and the integrators 20 and 22 are held essentially constant as long as none There is engine knock. The memory storage unit 28 has no effect on the gain of the AC amplifier 14, when there is no knock from engine 10. Every element of this automatic gain control loop is sufficient known, and the individual components can be used accordingly the structure of a specific engine.

Das Signal 15 mit konstanter Amplitude von dem Wechselstromverstärker 14 tritt nach dem Filtern und der Gleichrichtung, wie bereits erwähnt, als Ausgang des zweiten Integrators 22 auf, wo es ohne Klopfen des Motors als stetiges Signal vorliegt, das das Hintergrundgeräusch des Motors 10 repräsentiert, der bei verschiedenen Geschwindigkeiten und Belastungen be- " trieben wird. Die Größe des Bezugsspannungseinganges 26 zum ersten Differentialverstärker 24 bestimmt über die selbsttätige SpeicherabJEagesteuerungseinbeit die Größe der Signale mit konstanter Amplitude, die an den Ausgängen der beiden Integratoren 2o und 22 vorliegen.The constant amplitude signal 15 from the AC amplifier 14 occurs after the filtering and rectification, as already mentioned, as the output of the second integrator 22 where it is present as a steady signal without the engine knocking, which represents the background noise of the engine 10, which moves at different speeds and loads " is driven. The size of the reference voltage input 26 for The first differential amplifier 24 also determines the size of the signals via the automatic memory storage control unit constant amplitude at the outputs of the two integrators 2o and 22 exist.

909807/0 806909807/0 806

28325342832534

Der Ausgang des zweiten Integrators 22 stellt einen Eingang 29 zu dem zweiten Differentialverstärker 30 dar, der einen Bezugs- oder Schwellenwertspannungseingang 32 besitzt. Die Bezugsspannung 32 führt zu einem Nullausgang des zweiten Differentialverstärkers 10, wenn kein Klopfsignal von dem Motor erscheint. Die Amplitude der Bezugsspannung 32 kann auf jedes Niveau eingestellt werden, so daß eine vorbestimmte Klopfintensität über die Schwellenwertspannung 32 hinaus zu einem Klopfsignalausgang 34 des zweiten Differentialverstärkers 30 führt. Die Schwellenwertspannung 32 kann beispielsweise so eingestellt werden, daß ein Klopfsignal 34 auftritt, wenn ein Motorbrennstoff verwendet wird, der die geringsthörbare Klopfintensität besitzt, die ein hochwertiges Oktanmeßgerät aufzunehmen vermag.The output of the second integrator 22 represents an input 29 to the second differential amplifier 30, the one Reference or threshold voltage input 32 has. The reference voltage 32 results in a zero output of the second differential amplifier 10 when there is no knock signal from the engine. The amplitude of the reference voltage 32 can be any Level can be adjusted so that a predetermined knock intensity leads beyond the threshold voltage 32 to a knock signal output 34 of the second differential amplifier 30. For example, the threshold voltage 32 can be adjusted so that a knock signal 34 occurs when there is engine fuel is used, which has the least audible knocking intensity that a high-quality octane meter can accommodate.

Wenn innerhalb des Motors 10 ein Klopfen eintritt, wird das von dem Beschleunigungsmesser 12 ausgehende Signal, das sowohl Klopf- als auch Hintergrundgeräuschkomponenten enthält, beim Durchgang durch den Verstärker 14 verstärkt und gefiltert (16), so daß lediglich noch Frequenzen im Klopfbereich vorliegen, worauf es gleichgerichtet (18) und in den parallel geschalteten Integratoren 20 und 22 integriert wird. Die Intensität der Klopfvibrationen übersteigt im allgemeinen bei weitem die Intensität der Hintergrundgeräusche des Motors bei der Betriebsgeschwindigkeit.If knock occurs within engine 10, the signal from accelerometer 12 will be both Contains knocking as well as background noise components, amplified and filtered as they pass through the amplifier 14 (16), so that there are only frequencies in the knock range, whereupon it is rectified (18) and integrated in the integrators 20 and 22 connected in parallel. The intensity the knock vibrations generally far exceed the intensity of the background noise of the engine at the operating speed.

Die Reaktion der Ausgänge der beiden Integratoren 20 und 22 unterscheidet sich, sobald ein Klopfen auftritt. Beides sindThe reaction of the outputs of the two integrators 20 and 22 differs as soon as a knock occurs. Both are

909807/0806909807/0806

insofern nachgiebige Integratoren als ihre Ausgänge nicht kontinuierlich ansteigen, wenn ein kontinuierlich fließendes Eingangssignal vorliegt. Wenn ein stetiges Hintergrundgeräusch vorliegt, sinkt die Spannung an den Integratoren mit der gleichen Geschwindigkeit ab wie die Eingabe erfolgt, so daß die Integratorausgänge, wie oben erläutert, stetig sind. Wenn Klopfsignale mit etwa 12 bis 18 Wechselstromschwingungen von erhöhter Amplitude auftreten, gibt der erste Integrator mit einer langen Zeitkonstante in bezug auf den kurzlebigen Klopfvorgang eine vernachlässigbare Reaktion an dessen Ausgang ab und führt weiterhin ein Signal der Speicherabfrageeinheit zu, welches nur das Hintergrundgeräusch des Motors repräsentiert.compliant integrators in that their outputs do not rise continuously when a continuously flowing one Input signal is present. If there is steady background noise, the voltage across the integrators will decrease with the the same speed as the input, so that the integrator outputs, as explained above, are continuous. if Knocking signals with about 12 to 18 alternating current oscillations of increased amplitude occur, the first integrator emits a long time constant in relation to the short-lived knocking process from a negligible reaction at its output and continues to feed a signal to the memory interrogation unit, which only represents the background noise of the engine.

Andererseits besitzt der zweite Integrator 22 eine kurze Zeitkonstante und reagiert auf die höhere Intensität der Spannungsschwingungen durch einen Aufbau auf ein neues Ausgangsniveau. Nach jeder gleichgerichteten Schwingung sinkt jedoch die Spannung teilweise ab, bevor die nächste gleichgerichtete Schwingung ankommt, um die Spannung weiter ansteigen zu lassen. Wenn der Klopfimpuls beendet ist, d. h. nach bis zu achtzehn gleichgerichteten Wechselstromschwingungen, sinkt der Spannungsausgang des Integrators 22 rasch ab, bis auf das stetige Hintergrundgeräüschniveau, bis ein weiterer Klopfvorgang auftritt. Dementsprechend reitet der Ausgang des· Integrators 22 als Klopfimpuls auf dem stetigen Gleichspannungsni^au, welches durch das Hintergrungeräusch erzeugt wird. Der GleichspannungsklopfimpulsaiKjang des Integrators 22 liegt in Wellenform vor, wie dfes in Fig. 1 durch das Bezugszeichen 36 angegeben ist.On the other hand, the second integrator 22 has a short time constant and reacts to the higher intensity of the voltage oscillations by building up to a new starting level. After each rectified oscillation, however, the voltage partially drops before the next rectified one Vibration arrives to let the tension increase further. When the knock pulse has ended, i. H. after up to eighteen rectified alternating current oscillations, the voltage output of the integrator 22 drops rapidly, except for the steady one Background noise level until another knock occurs. The output of the integrator 22 rides accordingly as a knocking pulse on the constant DC voltage level, which is generated by the background noise. The DC knocking pulse aiKjang of integrator 22 is in wave form as indicated by reference numeral 36 in FIG.

909 807/0806909 807/0806

Der ansteigende Teil ist geglättet dargestellt. Tatsächlich besteht er aus einer Anzahl kleiner ansteigender Spitzen, wobei ds Spitzen jeweils durch eine Wechselstromschwingung des Klopfvorganges erzeugt werden, wie dies bereits oben beschrieben wurde. Die Amplitude 38 des Impulses 36 hängt von der Intensität der Klopfschwingungen und der Anzahl der Wechselstromschwingungen innerhalb eines Klopfimpulses ab. Die Impulsweite 40 ergibt sich aus der Anzahl der Wechselstromschwingungen innerhalb eines Klopfimpulses.The rising part is shown smoothed. In fact, it consists of a number of small rising peaks, ds peaks are respectively generated by an alternating current wave of the knock operation, as described above. The amplitude 38 of the pulse 36 depends on the intensity of the knocking vibrations and the number of alternating current vibrations within a knocking pulse. The pulse width 40 results from the number of alternating current oscillations within a knock pulse.

Dem Sachverständigen auf diesem Gebiet leuchtet ein, daß gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung anstelle des nachgiebigen Integrators 22 ein herkömmlicher Hüllkurvenfolgedetektor ebenfalls einen geeigneten Ausgangsimpuls erzeugt, der auf dem Hintergrundgeräuschniveau reitet. Ein derartiger Detektor reagiert jedoch rasch mit seinem Ausgang auch auf eine einzige Wechselstromschwingung eines KlopfVorganges, während der nachgiebige Integrator 22 eine längere Klopfimpulsdauer mehrerer Gleichstromschwingungen braucht, um die Spannung , die über den Schwellenwert 32 hinausgeht, aufzubauen. Somit ist der nachgiebige Integrator 22 toleranter im Hinblick auf kurze Klopfvorgänge niedrigen Niveaus und ist nicht so schnell hinsichtlich der Einstellung des Zündzeitpunktes, wenn lediglich ein geringes und noch akzeptables Klopfniveau auftritt.It will be understood by those skilled in the art that, in accordance with another embodiment of the invention, instead of the compliant integrator 22 is a conventional envelope curve follower also generates an appropriate output pulse that rides on the background noise level. Such a detector however, reacts quickly with its output to a single alternating current oscillation of a knocking process while the compliant integrator 22 needs a longer knock pulse duration of several direct current oscillations to generate the voltage, which goes beyond the threshold value 32 to build up. Thus, the compliant integrator 22 is more tolerant of short, low level knocks and is not as quick in terms of ignition timing, if only a low and still acceptable knock level occurs.

Die Klopfwellenform 36 wird dem zweiten Differentialverstärker 30 zugeführt, und wenn die Amplitude 38 dieser Wellenform 36The knock waveform 36 is sent to the second differential amplifier 30 is supplied, and if the amplitude 38 of this waveform 36

909807/0806909807/0806

ORKiINAL IWSPECTHD COPYORKiINAL IWSPECTHD COPY

die vorbestimmte Schwellenwerteingangsspannung 32 übersteigt, wird ein Klopfsignal am Ausgang 34 des Differentialverstäkers 30 erzeugt, das hinsichtlich seiner Wellenform dem Impuls 36 entspricht. Dieser KlopfSignalausgang 34 wird einem Auf-Abzähler 42 zugeführt, bei welchem es sich um ein in der Elektronik hinlänglich bekanntes Bauteil handelt. Der Auf/Abzähler setzt den Klopfsignaleingangsimpuls 34 in eine binär kodierte Dezimalsteuerspannung 44 um, welche nach einer weiteren Bearbeitung für die Verzögerung des Zündzeitpunktes eingesetzt wird. Dieser Zähler 42 zählt auf, jedesmal, wenn ein KlopfSignalimpuls 34 eingegeben wird, wobei ein binärer Ausgang 44 erzeugt wird, de jeweils gleichförmig um einen Schritt ansteigt, wenn ein Eingang 34 erfolgt, bis eine obere Genze einer Ausgangsspannung 44 erreicht ist.exceeds the predetermined threshold value input voltage 32, a knock signal at the output 34 of the differential amplifier 30 generated, which corresponds to the pulse 36 in terms of its waveform. This knock signal output 34 becomes an up-down counter 42, which is a component that is well known in electronics. The up / down counter sets the knock signal input pulse 34 to a binary coded one Decimal control voltage 44 to, which after further processing is used for delaying the ignition point. This counter 42 counts up each time a knock signal pulse 34 is input, wherein a binary output 44 is generated, which increases uniformly by one step each time an input 34 takes place until an upper limit of an output voltage 44 is reached.

Diese Ausgangsspannung 44 von dem Auf/Abzähler 42 wird einem Digital-in-Analogumsetzer 46 zugeführt, der einen Gleichstromspannungsaugang 48 erzeugt, mit einer Amplitude, die im wesentlichen von dem ausdrücklichen Niveau des Ausganges 44 des Auf/ Abzählers 42 abhängt. Wenn der Auf/Abzähler 42 an seinem Nullhaltepunkt angekommen ist, d. h. wenn der Ausgang 44 null ist, ist auch der Ausgang des Digital-in-Analogumsetzers 46 null und die elektronische Zündzeitpunktsteuerung 50 stellt den Zündzeitpunkt auf die vom Hersteller eingestellte Marke ein. Wenn der Auf/Abzähler 42 ein Binärsignal abgibt, das größer als null ist, erzeugt der Digital-in-Analogumsetzer 46 ein Analogsignal 48, das zu einer gewissen Zündzeitpunktverzogerung führt.This output voltage 44 from the up / down counter 42 is fed to a digital-to-analog converter 46 which has a direct current voltage output 48 is generated, with an amplitude that essentially depends on the express level of the output 44 of the Auf / Counter 42 depends. When the up / down counter 42 has reached its zero break point, i. H. if the output 44 is zero, the output of the digital-to-analog converter 46 is also zero and the electronic ignition timing controller 50 sets the ignition timing to the manufacturer-set mark. When the up / down counter 42 outputs a binary signal that is greater than zero, the digital-to-analog converter 46 generates an analog signal 48, which leads to a certain ignition timing delay.

980 7^0806 ORBINAt980 7 ^ 0806 ORBINAt

Die logische Teilerschaltung 52 führt eine Reihe von Eingangsimpulsen 54 dem Auf/Abzähler 42 zu. Jeder Impuls bewirkt, daß der Auf/Abzähler 42 einen Schritt abzählt, obwohl dieser nie unter seine Nullstellung absinkt. Die Quelle für die Ausgangsimpulse 54 der Teilerschaltung sind Impulse 56, die kontinuierlich von dem (nicht dargestellten) Motorverteiler zugeführt werden. Somit verändert sich dieser Verteilereingang 56 in seiner Frequenz mit der Maschinengeschwindigkeit, wobei jeder Verteilerimpuls der Zündung in einem Motorzylinder entspricht. In der logischen Teilerschaltung 52 nimmt eine (nicht dargestellte) Teilerschaltung einen Strom von Verteilerimpulsen 56 auf und gibt als Ausgang Impulse 54 mit einer Frequenz ab, die ein vorbestimmte Unterteilung der Verteilereingangsfrequenz ist. Somit sind die dem Auf/Abzähler 42 zugeführten Eingangsimpulse 54 von einer geringeren Zeitfolge als die Klopfsignale, die beispielsweise erzeugt werden würden, wenn jeder Zylinder bei jeder Zündung einen KlopfVorgang erzeugen würde. In einer solchen Lage überschreitet die Zahl der addierenden Klopfsignaleingänge 34 die abziehenden Eingänge 54,und der Auf/Abzähler 42 erreicht seine obere Ausgangsgrenze und verbleibt dort, bis diese selbsttätige Verzögerungseinstellung des Zündzeitpunktes oder ein anderer Zustand der Betriebsbedingungen des MotorsThe divider logic circuit 52 supplies a series of input pulses 54 to the up / down counter 42. Every impulse causes the up / down counter 42 counts down one step, although this never drops below its zero position. The source for the output pulses 54 of the divider circuit are pulses 56 continuously fed from the motor distributor (not shown) will. Thus this manifold input 56 changes in frequency with machine speed, each Distributor pulse corresponds to the ignition in an engine cylinder. In the logic divider circuit 52 takes a (not shown) Divider circuit to a stream of distribution pulses 56 and outputs pulses 54 with a frequency that is a predetermined division of the distributor input frequency. Thus, the input pulses applied to the up / down counter 42 are 54 of a shorter time sequence than the knock signals that for example, would be generated if each cylinder generated a knock event each time it was fired. In a In such a situation, the number of adding knock signal inputs 34 exceeds the subtracting inputs 54, and the up / down counter 42 reaches its upper output limit and remains there until this automatic delay adjustment of the ignition point or some other state of the engine operating conditions

beiat

das Klopfen auf eine Frequenz vermindert, welcher die abziehenden Eingänge den Ausgang 44 des Auf/Abzählers 42 vermindern. Wenn das Motorklopfen vollständig aufgehört hat, oder wenn große zeitlich Zwiscteiräume dazwischen liegen, zählt die logische Teilerschaltung 52 den Auf/Abzähler 42 auf null herab,the knock decreases to a frequency which the subtracting inputs decrease the output 44 of the up / down counter 42. When the engine has stopped knocking completely, or when there are large time gaps in between, that counts logic divider circuit 52 decreases the up / down counter 42 to zero,

909807/0806909807/0806

und der Zündzeitpunkt wird in seine ursprüngliche Stellung · zurückgeführt. Grundsätzlich führt die logische Teilerschaltung 52 kontinuierlich subtrahierende Impulse 54 dem Auf/Abzähler 42 zu, während die addierenden Impulse 34 jeweils dann zugeführt werden, wenn ein Klopfsignal auftritt, das das Schwellenwertniveau 32 übersteigt. Der effektive Augang 44 liegt stets im Bereich von null bis zu maximalen Grenze des Zählers 42 und erzeugt innerhalb des Digital-in-Analogumsetzers 46 eine Verzögerung des Zündzeitpunktes und damit eine Verringerung des Klopfens jeweils dann, wenn der Auf/Abzählerausgang 44 nicht null ist.and the ignition timing is returned to its original position. Basically, the logical divider circuit leads 52 continuously subtracting pulses 54 to the up / down counter 42, while the adding pulses 34 are then fed in each case when a knock signal occurs that exceeds threshold level 32. The effective output 44 is always in the range from zero to the maximum limit of the counter 42 and creates a delay within the digital-to-analog converter 46 of the ignition point and thus a reduction in knocking when the up / down counter output 44 is not is zero.

Der Teiler innerhalb der (nicht dargestellten) Teilerschaltung 52 wird, wie erwähnt, von dem Verteiler beschickt. Innerhalb des Teilers werden die von dem Verteiler hergeleiteten Impulse 56 gezählt. Der Zähler erzeugt jeweils für eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen einen subtrahierenden Ausgangsimpuls 54 für den Auf/Abzähler, worauf innerhalb des Teilers die Zählung erneut beginnt. Ein Klopfsignal 34 von dem zweiten Differentialverstärker 30 stellt den Zähler innerhalb der Teilerschaltung 52 auf null zurück, so daß unmittelbar im Anschluß an jedes Klopfsignal 34 immer eine Verzögerung einer im wesentlichen vorbestimmten Dauer erfolgt, bevor der nächste subtrahierende Impuls 54 sich auf die Verminderung des Ausganges des Auf/Abzählers 42 auswirkt. Unabhängig von dem Niveau des Auf/Abzählers 42 bewirkt ein neues Klopfsignal 34 eine vorbestimmte Verzögerung hinsichtlich des nächsten abzählenden Impulses 54.As mentioned, the divider within the divider circuit 52 (not shown) is fed by the distributor. Within of the divider, the pulses 56 derived from the distributor are counted. The counter generates each for a predetermined Number of pulses a subtracting output pulse 54 for the up / down counter, whereupon the count within the divider starts again. A knock signal 34 from the second differential amplifier 30 sets the counter within the divider circuit 52 back to zero, so that immediately following each knock signal 34 there is always a delay of an essentially predetermined Duration occurs before the next subtracting pulse 54 affects the decrease in the output of the up / down counter 42 affects. Regardless of the level of the up / down counter 42, a new knock signal 34 causes a predetermined one Delay to the next counting pulse 54.

909807/0806909807/0806

Somit zählt sogar ein Klopfimpuls oberhalb des Schwellenwertes auf und wirkt sich somit auf die Zündzeitpunktsteuerung aus, bevor er abgezählt werden kann.This means that even a knock pulse above the threshold counts on and thus affects the ignition timing control before it can be counted.

Die den zweiten Differentialverstärker 30 verlassenden Klopfsignale werden außerdem dem Klopfverstärker-Steuerverstärker 60 zugeführt, der einen Ausgang 62 besitzt, welcher in einer proportionalen Weise den Ausgang 48 des Digital-in-Analogum setzers 46 beeinflußt, wenn das Klopfsignal 34 den Verstärkungssteuerschwellenwert 64 überschreitet. Somit beeinflußt eine rasche Aufeinanderfolge der Klopfvorgänge die Zündzeitpunkteinstellung über den Auf/Abzähler 42, während gleichzeitig eine hohe Klopfintensität die Zündzeitpunkteinstellung über den Klopfverstärkungs-Steuerverstärker 60 beeinflußt.The knock signals leaving the second differential amplifier 30 are also fed to the knock amplifier control amplifier 60, which has an output 62 which is in a proportional way the output 48 of the digital-to-analog converter 46 affects when the knock signal 34 exceeds the gain control threshold value 64. Thus one influences rapid succession of the knocking processes the ignition timing via the up / down counter 42, while at the same time a high knock intensity influences the ignition timing via the knock amplification control amplifier 60.

Außerdem sind die Schaltungen so programmiert, daß ausgewählte Klopfsignale 44 von dem Auf/Abzähler 42 vorzugsweise in dem Digital-in-Analogumsetzer 46 gewichtet werden, daß sie die angestrebten Zündzeitpunktverstellungen bewirken. Bei einer bevorzugten Ausführungsform zählt beispielsweise der Auf/Abzählerausgang 44 binär von 0000 bis 0001 auf und erzeugt bei diesem Schritt beispielsweise eine Zündzeitpunktzurückstellung um 3°. Bei der nächsten Aufzählung von 0001 bis 0010 führt beispielsweise ein zweiter Klopfvorgang vor einem Abzählungsimpuls von der Teilerschaltung 42 zu einer zusätzlichen Verzögerung des Zündzeitpunktes von 2 und damit einer Gesamtverzögerung von 5°. Bei allen weiteren Aufschritten um 0001In addition, the circuits are programmed so that selected knock signals 44 from the up / down counter 42 are preferably in the Digital-to-analog converter 46 are weighted to have the cause desired ignition timing adjustments. In a preferred embodiment, for example, the up / down counter output counts 44 in binary from 0000 to 0001 and generates, for example, an ignition timing reset in this step by 3 °. In the next enumeration from 0001 to 0010, for example, a second knocking process precedes a counting pulse from divider circuit 42 to an additional ignition timing delay of 2 and thus an overall delay of 5 °. For all further steps around 0001

909807/0806909807/0806

zu dem Ausgang des Zähler 42 werden 2° Verzögerung bis zu einem vorbestimmten Maximum zugefügt. Jeder Abzählungsimpuls 54 um 0001 zieht 2 von der Verzögerungseinstellung ab, mit der Ausnahme, daß beim letzten Schritt von 0001 bis 0000 ein Schritt von 3° nach vorn gemacht wird. Somit erzeugt der erste Klopfvorgang den größten Ausgangsschritt 48 bei der Einteilung der Zündzeitpunktverzögerung.to the output of counter 42 is added 2 ° of delay up to a predetermined maximum. Every counting pulse 54 at 0001 subtracts 2 from the delay setting, except for the last step from 0001 to 0000 Step 3 ° forward. The first knocking process thus generates the largest output step 48 in the classification the ignition timing delay.

Es ist noch bemerkenswert, daß bei einem Anstieg der Motorgeschwindigkeit auch die Klopffolge ansteigt, wobei jedoch gleichzeitig die abziehende Impulsfolge 54, die durch den Verteiler gesteuert wird, sich ebenfalls erhöht, was entsprefcthend umgekehrt bei einem Abnehmen der Motorgeschwindigkeit der Fall ist. It is also noteworthy that as the engine speed increases the knocking sequence also increases, but at the same time the withdrawing pulse sequence 54 passing through the distributor is controlled, also increases, which is the reverse, correspondingly the case with a decrease in the engine speed.

Die elektronische Zündzeitpunktsteuerung 50 kann einen beliebigen Aufbau besitzen, wobei sie lediglich in der Lage sein muß, entsprechend einem Spannungssignal den Zündzeitpunkt zu verzögern. Die tatsächliche Verdrahtung der einzelnen in Fig. dargestellten Elemente braucht nicht näher erläutert zu werden.The electronic ignition timing controller 50 may have any structure and only be capable must, according to a voltage signal, the ignition point delay. The actual wiring of the individual elements shown in FIG. 1 does not need to be explained in more detail.

Es soll an dieser Stelle noch angeführt werden, daß die Beschreibung lediglich beispielhaft der Erläuterung dient und keine Einschränkung des Rahmens der Erfindung bedeutet. Es können beispielsweise gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung Zweiteiler statt der Teilerschaltung 52 vorgesehen sein, wie dieser oben beschrieben wurde, um die Ausgangssignale als einen Teil der Verteilerfrequenz zu erzeugen. Der erste Teilerausgang führt dem zweiten Teiler Impulse mit einerFre-It should be noted at this point that the description is only an example and serves as an explanation does not imply any limitation on the scope of the invention. For example, according to another embodiment of the Invention two-divider instead of the divider circuit 52, as described above, may be provided to the output signals as part of the distribution frequency. The first divider output leads the second divider pulses with a frequency

909807/0806909807/0806

quenz zu, die einen Teil der Frequenz des asten Teilers ist. Beim Betrieb der Teilerschaltung 52 stellt das Klopfsignal beide Teiler zurück, und der erste nachfolgende Impuls aus der zweiten Teilerschaltung ist der erste abziehende Impulseingang 54 für den Auf/Abzähler 42. Danach wird der Auf/Abzähler mit abziehenden Impulsen 54 von einer höheren Frequenz durch den ersten Teiler beschickt. Jedes Klopfsignal 58 stellt die Teiler zurück und schickt den nächsten nachfolgenden abziehenden Ausgang von dem zweiten Teiler zu dem Auf/Abzähler 42. Gemäß dieser anderen Ausführungsform erzeugt nach jtfedem Klopfen der zweite Teiler eine längere Zeitverzögerung hinsichtlich des ersten abziehenden Impulses und verhindert eine rasche Veränderung der Zündzeitpunktverzögerungseinstellung.sequence which is part of the frequency of the branch divider. When the divider circuit 52 operates, the knock signal is set returns both dividers, and the first subsequent pulse from the second divider circuit is the first subtracting pulse input 54 for the up / down counter 42. Then the up / down counter loaded with subtracting pulses 54 of a higher frequency by the first divider. Each knock signal 58 represents returns the divider and sends the next subsequent subtracting output from the second divider to the up / down counter 42. According to this other embodiment, generated after jtfedem Knocking the second divider creates a longer time delay with respect to the first withdrawing pulse and prevents one rapid change in ignition timing retard setting.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ersetzt ein Vergleicher den zweiten Differentialverstärker 30,oder der Verstärker 30 wird auf einen Sättigungsauagang auch bei der geringsten Klopfintensität oberhalb des Schwellenwertes 32 eingestellt. Die KlopfVerstärkungssteuerung 60 erübrigt sich. Bei dieser anderen Ausführungsform wird der Grad der Zündzeitpunktverhögerung lediglich durch die Anzahl der auftretenden Klopfvorgänge 34 beeinflußt und nicht durch die Klopfintensität. Eine zufriedenstellende Betriebsweise wird erreicht, wenn die Klopfamplitude oberhalb des Hintergrundgeräusches hinlänglich konstant ist, unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit und -belastung.According to another embodiment of the invention, a comparator replaces the second differential amplifier 30, or the Amplifier 30 will respond to saturation even at the slightest Knock intensity set above threshold value 32. The knock enhancement controller 60 is unnecessary. at In this other embodiment, the degree of the increase in ignition timing is determined only by the number of knocking events that occur 34 influenced and not by the knock intensity. Satisfactory operation is achieved when the Knock amplitude above the background noise is sufficiently constant, regardless of the machine speed and exposure.

90980 7/080690980 7/0806

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wild der Beschleunigungsmesser selektiv auf den Klopf frequenzbereiche eingestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden parallele Filter eingesetzt, wobei einer auf den unteren Klopffrequenzbereich eingestellt ist, d. h. auf etwa 4 000 bis 6 000 Hz, während der andere Filter für den höheren Klopffrequenzberich vorgesehen ist, nämlich 9 000 bis 11 000 Hz,According to a further embodiment of the invention, the accelerometer is selectively set to the knock frequency ranges. According to a further embodiment of the invention, parallel filters are used, one on the lower one Knock frequency range is set, d. H. to about 4,000 to 6,000 Hz, while the other filter is for the higher knock frequency range is provided, namely 9,000 to 11,000 Hz,

die
worauf die Filterausgänge für weitere Verarbeitung vereinigtthe
whereupon the filter outputs are combined for further processing

werden.will.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Speicherabfrageeinheit 28 aus der selbsttätigen Verstärkungssteuerungsschleife 28 herausgenommen, wobei die Zeitkonstante des ersten Integrators 20 hinreichend groß in bezug auf den Klopfimpuls ist, so daß die Verstärkung des WechselStromverstärkers 14 durche den Klopfimpuls beeinflußt wird.According to another embodiment of the invention, the Memory interrogation unit 28 from the automatic gain control loop 28 taken out, the time constant of the first integrator 20 sufficiently large with respect to the Knock pulse is so that the gain of the AC amplifier 14 is influenced by the knock pulse.

Schließlich wird bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung für Anwendungsbereiche, in denen das Motorhintergrundgeräusch während des Klopfens im wesentlichen konstant bleibt, d. h., wenn der Motor im wesentlichen bei nur einer Bedingung klopft, die Verstärkungssteuerungsschleife herausgenommen, wobei es sich um den Integrator 20, den Verstärker 24 und die Speicherabfrageeinheit 28 handelt, wobei der"Steuerungsverstärker 14 durch einen Verstärker mit konstanter Verstärkung ersetzt wird.Finally, in a further embodiment of the invention for areas of application in which the engine background noise remains substantially constant during tapping, d. i.e., when the engine is essentially in only one condition knocks, the gain control loop taken out, which are the integrator 20, the amplifier 24 and the Memory interrogation unit 28, the "control amplifier 14 is replaced by a constant gain amplifier.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, einen anderen UmsetzerAnother converter is also within the scope of the invention

909807/0806909807/0806

als den Beschleunigungsmesser einzusetzen. So kann beispielsweise ein Dehnungsmeßgerät oder Zylinderdruckmesser ebenfalls eingesetzt werden. £s können auch mehrere Umsetzer verwendet werden, deren Ausgänge vereinigt werden.to use as the accelerometer. For example, a strain gauge or cylinder pressure gauge can also be used can be used. Several converters can also be used, the outputs of which are combined.

Zusammengefaßt,verzögert die Vorrichtung unmittelbar nach einem Klopfvorgang den Zündzeitpunkt, wartet während eines vorbestimmten Zeitabschnittes und stellt die Zündzeitpunkteinstellung zurück, wenn kein weiteres Klopfen erfolgt. Ein weiteres Klopfen führt zu einem zusätzlichen Verzögerungsschritt für jeden Klopfvorgang, wobei eine weitere Wartedauer auf jeden Klopfvorgang erfolgt, nach welchem der Zündzeitpunkt in Schritten zurückgestellt wird, die der Anzahl der Klopfvorgange entsprechen, welche die Verzögerung der Zündzeitpunkteinstellung bewirken. Das zusätzliche Auftreten von Klopfvorgängen unterbricht jeweils und verzögert die Rückstellung der Zündzeitpunkteinstellung auf den Normalwert. Die Vorrichtung übt damit eine Tätigkeit aus, die vergleichbar ist mit einer Person, die beim Fahren eines alten Automobils von Hand den Zündzeitpunkteinstellungshebel veränderte.In summary, the device delays immediately after a Knocking process the ignition timing, waits for a predetermined period of time and resets the ignition timing, if there is no further knocking. Another knock leads to an additional delay step for each knocking process, there is a further waiting period for each knocking process, after which the ignition point is reset in steps corresponding to the number of knocking processes that cause the retardation of the ignition timing. The additional occurrence of knocking processes interrupts and delays the resetting of the ignition timing to normal. The device thus performs an activity that is comparable to a person who when Driving an old automobile by hand changing the ignition timing lever.

909807/0806909807/0806

Claims

DR-KARLTH-HEGEIL. DIPL.-ING. KLAUS DICKEIL

PATENT LAWYERS

HAMBURG 5O GROSSB BBRGSTRASSB 223 8 MÜNCHEN 60 JULIUS-KREIS-STRASSE 33 POSTFACH 500682 TELEFON (0 4O) 39 6295 TELEFON (O 89) 88 52 IOHAMBURG 5O GROSSB BBRGSTRASSB 223 8 MUNICH 60 JULIUS-KREIS-STRASSE 33 PO Box 500682 TELEPHONE (0 4O) 39 6295 TELEPHONE (O 89) 88 52 IO

Γ 1 Γ 1 ''

Telegramm-Adresse: Doellnerputent MünchenTelegram address: Doellnerputent Munich

Your reference: Our reference: 8000 Munich, den

H 2861

Exxon Research And Engineering Company P. 0. Box 55
Linden, NJ 07036
V. Sto A.

Device and method for ignition timing control in Internal combustion engine knocking

Device for the automatic control of the ignition point when cocking internal combustion engines with electronic ignition

909807/0806

Postscbeckkonto: Hamburg 291220-205 · Bank: Dresdner Bank AG. Hamburg, Kto.-Nr. 3 813 8STPostal account: Hamburg 291220-205 Bank: Dresdner Bank AG. Hamburg, account no. 3 813 8ST

ORIOINAL

control, characterized by

a device (12) for generating a knocking pulse when the engine knocks, each knocking pulse representing a knocking process,

a circuit (52) for delivering pulses at regular time intervals which are less than those controlled by the distributor Engine firing time intervals, the distributor cooperating with the electronic ignition control,

an up / down counter (42) that controls the knock signal outputs (34) receives from the arrangement for generating the knock signals and the output pulses (54) from the circuit (52), wherein the counter (42) counts each received knock signal (34) while it is received each from the circuit (52) Pulse (54) counts, with which the counter output (44) the instantaneous sum of the adding and subtracting signals and impulses is, as well

a circuit for feeding the up / down counter output (44) to the electronic ignition control (50) of the engine (10), wherein the ignition timing of the engine (10) is delayed when the counter output (44) is a finite signal, while no delay occurs when the counter output (44) is zero, the degree of delay being the size of the instantaneous counter output is proportional, with which the ignition timing adjustment of the frequency of knocking is equivalent to.

009807/0800

2. Device according to claim 1, characterized in that ' each knock pulse (34) a delay for the entry of the next output pulse (54) of the circuit (52) in represents the up / down counter (42).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the output (44) of the counter (42) is limited and always is greater than or equal to zero.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the arrangement of generating the knock pulse signals includes the following features, viz

a signal converter (12) for recording the knocking and background noises of the engine and generating electrical ones Signals that represent the knocking and background noises, with the amplitude of the knocking signals being higher than that of the background noise signals,

an AC amplifier (14) for amplifying the knocking and background noise signals,

a matched filter (16), which preferably only the signals from the amplifier (14) in the frequency range who lets knock signals through,

a rectifier (18) for the signals leaving the filter,

909807/0808

a first integrator (20) for integrating the rectified signals emanating from the filter (16), wherein the output of the integrator (20) is a steady signal representing the background noise if none Knocking occurs, and a pulsing signal when the knock occurs, with each of the pulses producing a knocking action represents and the amplitude of the pulse is above the background noise level, as well as

a first differential amplifier (24) for receiving the Output of the first integrator (20), which has a knock pulse signal output generated when the output of the first integrator (20) exceeds a predetermined threshold value, the threshold value being exceeded only when the engine knocks.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the output of the up / down counter (42) is a binary coded Has decimal format and the circuit for feeding the counter output to the electronic ignition control (50) comprises a digital-to-analog converter.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the output (48) of the analog-to-digital converter (46) is weighted is, whereby a selected knock pulse signal causes a greater delay of the ignition point than another and every selected logical output pulse

δ09807 / 080β

; ■ ■ - ■■. - 5 -

2832534

produces a greater retardation than any other logic output pulse.

7. Apparatus according to claim 4, characterized by

an automatic gain control for the AC amplifier (14),

a second integrator (22) for integrating the rectified signals emanating from the amplifier, the output of the second integrator (22) being a steady signal representing the background noise of the running engine and the output of the second integrator (22) does not affect the knocking of the machine (10) responds,

a second differential amplifier (24) for amplification of the integrator output, the output of the differential amplifier (24) is fed to the automatic gain control and

a constant output of the vers & rfcer with changing Amplitude of the engine background noise.

8. Apparatus according to claim 7, characterized by a electrical circuit (28) that controls the knock pulse signals (34) of the first differential amplifier (30) receives and the AC amplifier (14), with which the

§09807 / 0801

2832534

Occurrence of a knock signal a constant gain of the AC amplifier (14) during the Knocking causes.

9. The device according to claim 5, characterized by a knock amplification control (60), which the knock pulse signals (34) of the first differential amplifier (30), the output of the knock amplification control (60) connected to the digital-to-analog converter (46) is the output of the digital-to-analog converter (46) is proportional to the intensity of the engine knock.

10. The device according to claim 2, characterized in that the delay of the input pulses to the up / down counter (42) is longer than that for the first pulses immediately following the occurrence of a knocking process time sequence between the following pulses from the logic circuit, with no additional knocking pulses be generated.

11. The device according to claim 4, characterized in that the first differentiating arrangement is a differential amplifier (24) is.

12. The device according to claim 4, characterized in that the first integrator is a compliant integrator (20).

909807/0800

13. The device according to claim 4, characterized in that the first integrator is an envelope curve detector.

14. Device according to Claim 4, characterized in that the threshold value for the first differential amplifier (24) is adjustable.

15. The device according to claim 7, characterized in that the second integrator (22) is a compliant integrator.

16. The device according to claim 1, characterized in that the pulse sequence generated by the logic circuit is variable is.

17. The device according to claim 8, characterized in that each of the knock pulse signals has a delay of the input causes the up-down counter (42), with regard to the next output pulse of the logic circuit.

18. Method for automatic ignition timing control when knocking internal combustion engines with an electronic one Ignition control, characterized in that one

a) senses the knocking of the engine,

b) a knock signal is generated when a knocking process occurs, each knocking signal being a knocking process of the Motors represents

909807/0806909807/0806

c) Pulses are generated at regular intervals, the pulse train being less than the distributor-controlled one The engine firing order, with the distributor cooperating with the electronic control system,

d) supplies the knock signals and the regularly generated pulses to an up / down counter which each received knock signal counts up and counts down every regularly recorded pulse, with which the output of the counter is the instantaneous total of adding and subtracting signals and pulses and

e) the output of the up / down counter of the electronic ignition control of the engine, whereby the ignition timing of the engine is delayed when the counter output is on represents finite signal while the ignition timing is not retarded when the counter output is zero, where the degree of ignition delay is proportional to the size of the current counter output.

19. The method according to claim 18, characterized in that the input to the up / down counter of the first regular pulse delayed immediately after the occurrence of a knocking process.

909807 / 080S